電子設(shè)計創(chuàng)新訓(xùn)練(提高)第四章常用典型外設(shè)使用方法與編程技術(shù)2匯編

1、五、時鐘芯片 MCU系統(tǒng)中，經(jīng)常需要系統(tǒng)時鐘。多數(shù)系統(tǒng)時鐘可以由MCU的定時器來產(chǎn)生。但是在精確定時和掉電時鐘連續(xù)計時的要求情況下，就需要使用獨立的時鐘芯片。 獨立的時鐘芯片需要采用獨立的晶體振蕩器，一般情況下使用32.768KHz的表振。時鐘芯片的突出特點有：極低的功耗(n ho)（幾個微安）；支持電池掉電保護(hù)；一般提供額外的RAM供系統(tǒng)使用。 典型的時鐘芯片有：DS12887A；DS1302。（一）并行接口時鐘芯片DS12887A 直接替代IBM AT計算機時鐘/日歷；RTC計算秒、分、時、星期、日、月、年信息，具有潤年補償，有效期至2099年。用二進(jìn)制或BCD表示時間，具有AM、PM標(biāo)示

2、的12小時模式或24小時模式，夏時制選擇。可選擇Intel或Motorola總線時序 ，接口配合軟件可尋址128 RAM 。共二十七頁 14字節(jié)時鐘與控制寄存器，114字節(jié)通用、電池備份RAM (DS12C887和DS12C887A為113字節(jié)，10年) 。中斷可分別通過軟件屏蔽與檢測 ，鬧鐘可設(shè)置為每秒一次至每星期一次，周期可設(shè)置在122s至500ms 。時鐘終止刷新周期標(biāo)志，可編程的方波輸出信號。自動電源失效檢測和切換電路 ，集成了晶體和電池的DIP模塊(EDIP)封裝(DS12887、DS12887A、DS12C887、DS12C887A)，可選的工業(yè)級溫度(wnd)范圍 。圖4-18

3、DS12887A芯片(xn pin)管腳圖共二十七頁（二）DS1302 DS1302的主要組成部分包括：移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實時時鐘以及RAM。DS1302慢速充電時鐘芯片包括實時時鐘/日歷和31字節(jié)(318)的靜態(tài)RAM。它經(jīng)過一個簡單的串行接口與微處理器通訊。實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月，月末的日期自動進(jìn)行調(diào)整，還包括了閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24小時或帶AM（上午）/PM（下午）的12小時格式。使用同步串行通訊，簡化了DS1302與微處理器的通信。與時鐘/RAM通信僅需三根線：（復(fù)位）、I/O（數(shù)據(jù)線）、SCLK（串行時鐘）。

4、數(shù)據(jù)可以以每次一個字節(jié)或多達(dá)31個字節(jié)的多字節(jié)形式傳送至?xí)r鐘/RAM或從其中送出。DS1302設(shè)計(shj)成2.55.5V滿度工作范圍，能在非常低的功耗下工作，消耗小于1微瓦的功率便能保存數(shù)據(jù)和時鐘信息（100nA/2V）?？蛇x的涓流慢速充電至VCC1的能力和備份電源引腳。 圖4-19 DS1302芯片(xn pin)管腳圖共二十七頁引腳名稱功能描述引腳名稱功能描述1VCC1電源引腳（備份電源）5復(fù)位（片選）2X132.768kHz晶振引腳6I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出3X232.768kHz晶振引腳7SCLK串行時鐘4GND地8VCC2 電源引腳（主電源）表4-7 DS1302引腳功能(gngnn

5、g)圖共二十七頁圖4-20 DS1302內(nèi)部(nib)結(jié)構(gòu)圖共二十七頁圖4-21 DS1302內(nèi)部時鐘(shzhng)寄存器分配圖共二十七頁圖4-22 DS1302內(nèi)部(nib)RAM寄存器分配圖共二十七頁圖4-23 DS1302內(nèi)部(nib)寄存器讀寫時序圖共二十七頁圖4-24 DS1302與單片機接口的硬件(yn jin)電路連接圖共二十七頁/DS1302讀寫C51源程序 /-/打開DS1302void TimeSpiOpen(void) TIMECLK = 0; TIMERST = 0;/禁止(jnzh)DS1302 TIMEIO = 1;/釋放數(shù)據(jù)總線 TIMERST = 1;/使能D

6、S1302/關(guān)閉DS1302void TimeSpiClose(void) TIMERST = 0;/禁止DS1302 TIMEIO = 1;/釋放數(shù)據(jù)總線 TIMECLK = 1;共二十七頁/讀寫DS1302unsigned char TimeSpiReadWrite(unsigned char val)unsigned char data i,j,k; j= val; /取8位數(shù)據(jù) for (i = 8;i 0; i-) TIMECLK = 0; /時鐘下降沿輸入(shr)數(shù)據(jù)(DS1302讀)k=k1;if(TIMEIO) /接收串行數(shù)據(jù)到CY k=k|0 x80;TIMEIO = j&

7、0 x01; /發(fā)送串行數(shù)據(jù)j=j1; TIMECLK = 1; /時鐘上升沿打入數(shù)據(jù)(DS1302寫) TIMEIO = 1; /釋放數(shù)據(jù)總線 return k;共二十七頁/讀DS1302時鐘(shzhng)字節(jié)unsigned char TimeByteRead(unsigned char address) unsigned char data i; TimeSpiOpen();/打開DS1302 TimeSpiReadWrite(address);/寫入DS1302命令 i = TimeSpiReadWrite(0 xff);/讀入DS1302數(shù)據(jù) TimeSpiClose();/關(guān)閉D

8、S1302 return i;/返回數(shù)據(jù)/讀DS1302RAM字節(jié)unsigned char TimeRamByteRead(unsigned char address) unsigned char data i; TimeSpiOpen();/打開DS1302 TimeSpiReadWrite(address 1) | 0 xc1);/寫入DS1302命令 address = TimeSpiReadWrite(0 xff);/讀入DS1302數(shù)據(jù) TimeSpiClose();/關(guān)閉DS1302 return i;/返回數(shù)據(jù)共二十七頁/寫DS1302時鐘(shzhng)字節(jié)void Time

9、ByteWrite(unsigned char address, unsigned char val) TimeSpiOpen();/打開DS1302 TimeSpiReadWrite(address);/寫地址 TimeSpiReadWrite(val);/寫數(shù)據(jù) TimeSpiClose();/關(guān)閉DS1302/寫DS1302字節(jié)void TimeRamByteWrite(unsigned char address, unsigned char val) TimeSpiOpen();/打開DS1302 TimeSpiReadWrite(address 1) | 0 xc0);/寫地址 Ti

10、meSpiReadWrite(val);/寫數(shù)據(jù) TimeSpiClose();/關(guān)閉DS1302共二十七頁/使能DS1302寫保護(hù)void TimeWriteEnable(void) TimeByteWrite(0 x07, 0 x80); /使能DS1302寫保護(hù)/開放DS1302寫保護(hù)void TimeWrieDisbale(void) TimeByteWrite(0 x07, 0); /開放DS1302寫保護(hù)/DS1302工作開始(kish)void TimeWorkStart(void)unsigned char val; val = TimeByteRead(timereadseg

11、);/讀秒數(shù)據(jù) val &= 0 x7f;/打開晶振 TimeWrieDisbale();/開放DS1302寫保護(hù) TimeByteWrite(timewriteseg, val);/打開晶振 TimeByteWrite(tricklewrite, 0 xa5);/打開充電二極管 TimeWriteEnable();/使能DS1302寫保護(hù)共二十七頁六、數(shù)字溫度傳感器芯片 大量的應(yīng)用設(shè)計中，需要檢測系統(tǒng)所處環(huán)境的溫度，此時數(shù)字溫度傳感器被廣泛使用。（一）Microchip產(chǎn)品TC77-3.3 TC77是串行訪問的數(shù)字溫度傳感器，內(nèi)部具有溫度傳感器并以A/D采樣方式輸出13位信號（高位表示極性）

12、，溫度分辨率為12位，最小分辨率為0.0625度。能夠在-50125度之間工作，典型功耗(n ho)250A，掉電為0.1A。與它兼容的產(chǎn)品有：LM71。圖4-25 TC77管腳與封裝外形(wi xn)圖共二十七頁圖4-26 TC77管腳定義(dngy)與MCU連接圖共二十七頁圖4-27 TC77數(shù)據(jù)輸出(shch)時序圖圖4-28 讀輸出后配置(pizh)工作/掉電寄存器時序圖 寄存器寫入XX00H為掉電；寫入XXFFH為連續(xù)工作。一次完整的溫度轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳輸大約需要300ms。共二十七頁表4-8 TC77輸出(shch)對應(yīng)溫度表共二十七頁/TC77讀取溫度,返回(fnhu)溫度為實際溫度

13、的128倍int tc77()unsigned char data i;int data j,k; tc77_sio=1; tc77_cs=0; i=16; while(i!=0) j=j1; tc77_sck=0; k=tc77_sio; j=j|k; tc77_sck=1; i-; tc77_cs=1; return j;共二十七頁（二）MAXIM/DALLAS產(chǎn)品DS18B20 1-Wire總線技術(shù)是美國Dallas半導(dǎo)體公司近年推出的新技術(shù)。它將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為1根信號線，允許在這根信號線掛接多個1-Wire總線器件。1-Wire總線技術(shù)具有節(jié)省I/O資源、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉

14、、便于總線擴展和維護(hù)等特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。DALLAS公司的DS18B20是采用1-Wire總線技術(shù)的典型產(chǎn)品，其內(nèi)部有4個主要的數(shù)據(jù)部件組成：1) 64位激光ROM。光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面(qin mian)56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。2) 溫度靈敏部件。DS18

15、B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量。 3) 非易失性溫度報警觸發(fā)器TH與TL?？赏ㄟ^軟件寫入用戶報警上下限值。4) 配置寄存器。為中間結(jié)果暫存器中的字節(jié)4?？梢栽O(shè)置DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的分辨率（9位、10位、11位、12位）。上電缺省值為12位分辨率。測量溫度范圍為 -55+125，在-10+85范圍內(nèi)，精度為0.5。共二十七頁圖4-29 DS18B20管腳封裝圖共二十七頁七、微功耗電子鐘（附帶溫度計）設(shè)計舉例1、MCU89LPC922，工作在32.768KHz時鐘（20A/3V）2、顯示器長沙太陽(tiyng)人各自：SMS0408段式LCD模塊（20A/3V）3、時鐘DS13024、

16、溫度芯片LM71，間歇工作狀態(tài)5、電源3.6V鋰電配置R1180X281共二十七頁R1180X281LM71DS1302P89LPC922SMS0408微功耗(n ho)電子鐘系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖共二十七頁1、3.6V鋰-亞硫酰氯電池簡介 具有以下優(yōu)點：體積小、比功能量高、使用溫度范圍廣（-20200）、使用壽命長等.在民用領(lǐng)域主用于: 公用儀表RAM及CMOS電路板存儲器及后備電源：記憶(jy)備份、時鐘電源、數(shù)據(jù)備份電源：如各種智能卡表計/；水表、電表、熱量表、燃?xì)獗?、照相機；LED 手電筒、電子測量儀器：智能終端設(shè)備等；在工業(yè)領(lǐng)廣泛應(yīng)用于自動化儀器儀表及設(shè)備：汽車電子TPMS、油田油井、礦山礦井、醫(yī)療器械、防盜報警、無線通訊、海上救生、伺服器、變頻器、觸摸屏等；在現(xiàn)代化國防及軍事領(lǐng)域中如：航空、航天、航海電子、水陸空兵器，及如導(dǎo)彈發(fā)射、火炮發(fā)射、魚雷發(fā)射、智能瞄準(zhǔn)器、飛船點火裝置、多組合電池等。 2、R1180X281 LDO穩(wěn)壓器，具有低功耗1微安，低壓差等特性，價格低廉。共二十七頁共二十七頁3、 P89LPC922單片機 NXP的51兼容(jin rn)單片機，22腳。內(nèi)置復(fù)位監(jiān)控、電源監(jiān)控、看門狗等部件，為6倍速51內(nèi)核，低壓工作。共二十七頁內(nèi)容摘要五、時鐘芯片。MCU系統(tǒng)中，經(jīng)常需要系統(tǒng)時鐘。時鐘芯片的突出特點有：極低的功耗（幾個微安）。用二進(jìn)制或BCD表示